KR102186618B1 - Apparatus for charging electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 형태는 차량 주행 중의 역학 에너지를 전기로 변환시켜 출력하는 제너레이터; 상기 제너레이터를 통해 제공되는 전기에 의해 충전되는 제1배터리; 상기 제너레이터를 통해 제공되는 전기에 의해 충전되는 제2배터리; 상기 제1배터리 또는 제2배터리에서 제공되는 구동 전력을 이용하여 차량 바퀴를 회전시키는 구동 모터; 및 상기 제1배터리에서 방전되는 제1배터리 전압이 상기 구동 모터로 제공되는 동안에는 상기 제너레이터에서 제공되는 전기가 제2배터리로 제공되도록 하여 제2배터리 충전이 이루어지도록 하는 제1스위칭 모드로 제어하며, 상기 제2배터리에서 방전되는 제2배터리 전압이 상기 구동 모터로 제공되는 동안에는 상기 제너레이터에서 제공되는 전기가 제1배터리로 제공되도록 하여 제1배터리 충전이 이루어지도록 하는 제2스위칭 모드로 제어하는 충방전 전환 제어부;를 포함할 수 있다.An embodiment of the present invention is a generator that converts and outputs dynamic energy while driving a vehicle into electricity; A first battery charged by electricity provided through the generator; A second battery charged by electricity provided through the generator; A driving motor that rotates a vehicle wheel using driving power provided from the first battery or the second battery; And while the first battery voltage discharged from the first battery is supplied to the driving motor, electricity provided from the generator is supplied to the second battery, thereby controlling the second battery to be charged in a first switching mode, Charging/discharging controlled in a second switching mode in which electricity provided from the generator is supplied to the first battery while the second battery voltage discharged from the second battery is supplied to the driving motor. It may include a conversion control unit;

Description

전기 자동차 충방전 장치{Apparatus for charging electric vehicle}Electric vehicle charging and discharging device {Apparatus for charging electric vehicle}

본 발명은 전기 자동차 충방전 장치로서, 전기 자동차의 배터리를 충전 또는 방전하는 전기 자동차 충방전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle charging and discharging apparatus, which charges or discharges a battery of an electric vehicle.

최근 환경문제와 에너지 자원 문제가 중요시되는 가운데 이를 해결하기 위한 전기 자동차(Electric Vehicle)가 미래의 운송수단으로 각광받고 있다. 전기 자동차는 장래의 자동차 공해 및 에너지 문제를 해결할 수 있는 가장 가능성 높은 대안이라는 점에서 연구가 활발하게 진행되고 있다.Recently, as environmental issues and energy resource issues are becoming more important, electric vehicles to solve them are in the spotlight as future transportation means. Electric vehicles are being actively researched in that they are the most probable alternative that can solve automotive pollution and energy problems in the future.

전기 자동차(Electric vehicle; EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기 자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기 자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기 자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.An electric vehicle (EV) is a vehicle that obtains power by driving an AC or DC motor mainly using the power of a battery, and is largely classified into a battery-only electric vehicle and a hybrid electric vehicle, and a battery-only electric vehicle is the power of the battery. The motor is driven by using and recharged when the power is exhausted, and the hybrid electric vehicle operates the engine to generate electricity to charge the battery, and the electric motor can be driven to move the vehicle.

또한, 하이브리드 전기 자동차는 직렬 방식과 병렬 방식으로 분류될 수 있으며, 직렬 방식은 엔진에서 출력되는 기계적 에너지는 발전기를 통하여 전기적 에너지로 바뀌고 이 전기적 에너지가 배터리나 모터로 공급되어 차량은 항상 모터로 구동되는 자동차로 기존의 전기 자동차에 주행거리의 증대를 위하여 엔진과 발전기를 추가시킨 개념이고, 병렬 방식은 배터리 전원으로도 차를 움직이게 할 수 있고 엔진(가솔린 또는 디젤)만으로도 차량을 구동시키는 두 가지 동력원을 사용하고 주행조건에 따라 병렬 방식은 엔진과 모터가 동시에 차량을 구동할 수도 있다.In addition, hybrid electric vehicles can be classified into a series type and a parallel type. In the series type, mechanical energy output from the engine is converted into electrical energy through a generator, and this electrical energy is supplied to the battery or motor, and the vehicle is always driven by a motor. This is a concept in which an engine and a generator are added to the existing electric vehicle to increase the mileage, and the parallel method allows the vehicle to move even with battery power, and two power sources that drive the vehicle with only the engine (gasoline or diesel). Depending on the driving conditions, the engine and the motor may drive the vehicle at the same time.

그런데 기존의 직렬 방식의 하이브리드 전기 자동차의 경우, 배터리가 완전히 방전되는 경우 더 이상 전기 자동차를 구동시킬 수 없는 한계를 가지는 문제가 있다.However, in the case of a conventional series hybrid electric vehicle, when the battery is completely discharged, there is a problem that the electric vehicle can no longer be driven.

한국공개특허 10-2009-0064307Korean Patent Publication 10-2009-0064307

본 발명의 기술적 과제는 전기 자동차의 배터리 전력을 효율적으로 사용 및 충전시킬 수 있는 수단을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a means for efficiently using and charging battery power of an electric vehicle.

본 발명의 실시 형태는 차량 주행 중의 역학 에너지를 전기로 변환시켜 출력하는 제너레이터; 상기 제너레이터를 통해 제공되는 전기에 의해 충전되는 제1배터리; 상기 제너레이터를 통해 제공되는 전기에 의해 충전되는 제2배터리; 상기 제1배터리 또는 제2배터리에서 제공되는 구동 전력을 이용하여 차량 바퀴를 회전시키는 구동 모터; 및 상기 제1배터리에서 방전되는 제1배터리 전압이 상기 구동 모터로 제공되는 동안에는 상기 제너레이터에서 제공되는 전기가 제2배터리로 제공되도록 하여 제2배터리 충전이 이루어지도록 하는 제1스위칭 모드로 제어하며, 상기 제2배터리에서 방전되는 제2배터리 전압이 상기 구동 모터로 제공되는 동안에는 상기 제너레이터에서 제공되는 전기가 제1배터리로 제공되도록 하여 제1배터리 충전이 이루어지도록 하는 제2스위칭 모드로 제어하는 충방전 전환 제어부;를 포함할 수 있다.An embodiment of the present invention is a generator that converts and outputs dynamic energy while driving a vehicle into electricity; A first battery charged by electricity provided through the generator; A second battery charged by electricity provided through the generator; A driving motor that rotates a vehicle wheel using driving power provided from the first battery or the second battery; And while the first battery voltage discharged from the first battery is supplied to the driving motor, electricity provided from the generator is supplied to the second battery, thereby controlling the second battery to be charged in a first switching mode, Charging/discharging controlled in a second switching mode in which electricity provided from the generator is supplied to the first battery while the second battery voltage discharged from the second battery is supplied to the driving motor. It may include a conversion control unit;

상기 충방전 전환 제어부는, 상기 제1스위칭 모드로 동작 중에 감지되는 제1배터리 전압이 미리 설정된 기준 전압 미만인 경우 상기 제2스위칭 모드로 전환하며, 상기 제2스위칭 모드로 동작 중에 감지되는 제2배터리 전압이 상기 기준 전압 미만인 경우 상기 제1스위칭 모드로 전환할 수 있다.The charge/discharge switching control unit switches to the second switching mode when the first battery voltage detected during operation in the first switching mode is less than a preset reference voltage, and the second battery sensed during operation in the second switching mode When the voltage is less than the reference voltage, the first switching mode may be switched.

상기 기준 전압은, 차량 주변의 대기 온도에 따라서 크기가 결정됨을 특징으로 할 수 있다.The reference voltage may be characterized in that the size is determined according to the ambient temperature around the vehicle.

차량 주변의 대기 온도가 기준 온도 범위 이내인 경우 제1기준 전압으로 결정되며, 차량 주변의 대기 온도가 상기 기준 온도 범위를 벗어난 경우 제1기준 전압보다 높은 제2기준 전압으로 결정됨을 특징으로 할 수 있다.When the ambient temperature around the vehicle is within the reference temperature range, it is determined as a first reference voltage, and when the ambient temperature around the vehicle is outside the reference temperature range, it is determined as a second reference voltage higher than the first reference voltage. have.

상기 전기 자동차는, 외부 전원에 의하여 충전되는 제3배터리;를 포함하며, 상기 충방전 전환 제어부는, 제1스위칭 모드에서 제2스위칭 모드로 전환하는 시점에 제2배터리 전압이 상기 기준 전압 미만이거나, 또는 제2스위칭 모드에서 제1스위칭 모드로 전환하는 시점에 상기 제1배터리 전압이 상기 기준 전압 미만인 경우, 상기 제3배터리에서 공급되는 제3배터리 전압을 상기 구동 모터에 공급하는 제3스위칭 모드로 동작할 수 있다.The electric vehicle includes a third battery that is charged by an external power source, and the charge/discharge conversion control unit includes a second battery voltage that is less than the reference voltage at a time point when switching from the first switching mode to the second switching mode Or, when the first battery voltage is less than the reference voltage at the time of switching from the second switching mode to the first switching mode, a third switching mode for supplying a third battery voltage supplied from the third battery to the driving motor. Can be operated as

상기 충방전 전환 제어부는, 상기 제3스위칭 모드로 동작하는 동안, 상기 제너레이터에서 제공되는 전기가 제1배터리 및 제2배터리로 제공되도록 하여 제1배터리 충전 및 제2배터리 충전이 이루어지도록 할 수 있다.The charge/discharge switching control unit may allow electricity provided from the generator to be supplied to the first battery and the second battery while operating in the third switching mode, thereby charging the first battery and charging the second battery. .

본 발명의 실시 형태에 따르면 전기 자동차의 배터리를 두 개 이상 구비하여 번갈아 충전 및 출력되도록 함으로서, 전기 자동차의 배터리 전력을 효율적으로 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by providing two or more batteries of an electric vehicle to be charged and output alternately, battery power of the electric vehicle can be efficiently used.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제1배터리와 제2배터리를 구비한 전기 자동차의 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1스위칭 모드를 도시한 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2스위칭 모드를 도시한 그림.
도 4는 온도 대비 배터리 효율을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제3배터리를 구비한 전기 자동차의 구성 블록도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제3스위칭 모드를 도시한 그림.1 is a block diagram of an electric vehicle having a first battery and a second battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a first switching mode according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a second switching mode according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing battery efficiency versus temperature.
5 is a block diagram of an electric vehicle having a third battery according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a third switching mode according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and is provided to completely inform the scope of the invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. As such, the invention is only defined by the scope of the claims. In addition, in describing the present invention, when it is determined that related known technologies may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제1배터리와 제2배터리를 구비한 전기 자동차의 구성 블록도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1스위칭 모드를 도시한 그림이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2스위칭 모드를 도시한 그림이며, 도 4는 온도 대비 배터리 효율을 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram of an electric vehicle including a first battery and a second battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a first switching mode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 Is a diagram showing a second switching mode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing battery efficiency versus temperature.

본 발명은 전기 자동차 내부에 1조, 2조의 충전식 배터리를 장착한다. 1조의 배터리로 전기 자동차를 운행하고, 다른 2조의 배터리로 운행중에 제너레이터(300)에 의하여 충전된다. 1조의 배터리가 소모되면 2조의 배터리로 전환시켜 운행하여 1조의 배터리는 다시 충전이 시작된다.In the present invention, one set or two sets of rechargeable batteries are installed inside an electric vehicle. An electric vehicle is operated with one set of batteries, and the other two sets of batteries are charged by the generator 300 while driving. When one set of batteries is consumed, it is converted into two sets of batteries and operated, and the first set of batteries starts charging again.

이를 위하여 본 발명의 전기 자동차 충방전 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이 제너레이터(300), 제1배터리(110), 제2배터리(120), 구동 모터(200), 및 충방전 전환 제어부(400)를 포함할 수 있다.To this end, the electric vehicle charging/discharging apparatus of the present invention includes a generator 300, a first battery 110, a second battery 120, a driving motor 200, and a charge/discharge conversion control unit as shown in FIG. 400) may be included.

제너레이터(300)는, 차량 주행 중의 역학 에너지를 전기로 변환시켜 출력하는 모듈이다. 즉, 차량 주행으로 인한 모터의 회전 등의 역학 에너지가 제너레이터(300)에 의하여 발전 전력으로 변환되어 출력된다.The generator 300 is a module that converts and outputs dynamic energy during vehicle driving into electricity. That is, dynamic energy such as rotation of a motor due to vehicle driving is converted into generated power by the generator 300 and output.

제1배터리(110)는, 제너레이터(300)를 통해 제공되는 전기에 의해 충전되는 충방전체이다.The first battery 110 is a charge/discharger charged by electricity provided through the generator 300.

제2배터리(120)는 제너레이터(300)를 통해 제공되는 전기에 의해 충전되는 충방전체이다. 이러한 제1배터리(110)와 제2배터리(120)는 리튬인산철 배터리, 리튬이온 배터리 등의 다양한 배터리 모두 해당될 수 있다.The second battery 120 is a charge/discharger charged by electricity provided through the generator 300. The first battery 110 and the second battery 120 may correspond to various batteries such as lithium iron phosphate battery and lithium ion battery.

구동 모터(200)는, 제1배터리(110) 또는 제2배터리(120)에서 제공되는 구동 전력을 이용하여 차량 바퀴를 회전시킨다. 전기자동차에 사용되는 구동 모터(200)는, 로터와 스태터를 자화와 쉽게되는 처리를 하는 것으로 전기에너지와 자기에너지의 변환효율을 높인 얇은 동판재료(전자동판)를 사용한 적층구조가 일반적이다. 스태터는 코일에 통전하는 동안만 강한 자화(磁化)하여 극성을 바꾸는 특성상 로터는 내부에 매립한 영구자석의 자력을 고효율로 전달하기 위해서 전자동판을 사용한다. 일반적인 주류는 동판 1장당 두께는 0.5mm이다. 얇게 제작할수록 고회전형 모터에 적합한 특성을 가지게 된다.The driving motor 200 rotates a vehicle wheel using driving power provided from the first battery 110 or the second battery 120. A drive motor 200 used in an electric vehicle is a laminated structure using a thin copper plate material (electrical automatic plate) that improves conversion efficiency of electric energy and magnetic energy, which performs a treatment that makes the rotor and the stator easier to magnetize. The stator is strongly magnetized only while the coil is energized and changes its polarity, so the rotor uses a fully automatic plate to transmit the magnetic force of the permanent magnet buried inside with high efficiency. In general, the thickness of each copper plate is 0.5mm. The thinner it is manufactured, the more suitable it will be for a high-rotation motor.

충방전 전환 제어부(400)는, 제1배터리(110)로 전기 자동차를 운행하고, 다른 제2배터리(120)로 운행중에 제너레이터(300)에 의하여 충전된다. 제1배터리(110)가 소모되면 제2배터리(120)로 전환시켜 운행하여 제1배터리(110)는 다시 충전이 시작된다.The charge/discharge conversion control unit 400 operates the electric vehicle with the first battery 110 and is charged by the generator 300 while the other second battery 120 is running. When the first battery 110 is consumed, it is switched to the second battery 120 and operated, and the first battery 110 starts charging again.

이를 위하여 충방전 전환 제어부(400)는, 제1스위칭 모드 또는 제2스위칭 모드로 동작한다. 제1스위칭 모드는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1배터리(110)에서 방전되는 제1배터리 전압이 구동 모터(200)로 제공되는 동안에는 제너레이터(300)에서 제공되는 전기가 제2배터리(120)로 제공되도록 하여 제2배터리 충전이 이루어지도록 제어하는 모드이다. 또한 제2스위칭 모드는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제2배터리(120)에서 방전되는 제2배터리 전압이 구동 모터(200)로 제공되는 동안에는 제너레이터(300)에서 제공되는 전기가 제1배터리(110)로 제공되도록 하여 제1배터리 충전이 이루어지도록 하는 모드이다.To this end, the charge/discharge switching control unit 400 operates in a first switching mode or a second switching mode. In the first switching mode, as shown in FIG. 2, while the first battery voltage discharged from the first battery 110 is supplied to the driving motor 200, electricity provided from the generator 300 is supplied to the second battery ( It is a mode in which the second battery is controlled to be charged by providing 120). In addition, in the second switching mode, as shown in FIG. 3, while the second battery voltage discharged from the second battery 120 is supplied to the driving motor 200, the electricity provided from the generator 300 is supplied to the first battery. This is a mode in which the first battery is charged by providing 110.

따라서 제1배터리(110)를 이용하여 전기 자동차 구동시에는 제2배터리(120)의 충전이 이루어지도록 하며, 반대로 제2배터리(120)를 이용하여 전기 자동차 구동시에는 제1배터리(110)의 충전이 이루어지도록 함으로써, 효율적인 충전 및 방전이 이루어지도록 할 수 있다.Therefore, when the electric vehicle is driven using the first battery 110, the second battery 120 is charged. Conversely, when the electric vehicle is driven using the second battery 120, the first battery 110 is By allowing charging to take place, efficient charging and discharging can be achieved.

한편, 충방전 전환 제어부(400)는, 제1스위칭 모드로 동작 중에 감지되는 제1배터리 전압이 미리 설정된 기준 전압 미만인 경우 제2스위칭 모드로 전환하며, 반대로, 제2스위칭 모드로 동작 중에 감지되는 제2배터리 전압이 기준 전압 미만인 경우 제1스위칭 모드로 전환한다. Meanwhile, when the first battery voltage detected during operation in the first switching mode is less than a preset reference voltage, the charge/discharge switching control unit 400 switches to the second switching mode, and conversely, the second switching mode is detected during operation. When the second battery voltage is less than the reference voltage, it switches to the first switching mode.

예를 들어, 기준 전압이 'A' 전압 크기인 경우, 제1스위칭 모드로 동작 중에 구동 모터(200)를 구동하는 제1배터리 전압이 'A' 전압보다 작을 경우 제2스위칭 모드로 전환하여 제1배터리(110)를 충전하고 제2배터리(120)를 이용하여 구동 모터(200)를 동작시킨다. 반대로 제2스위칭 모드로 동작 중에 구동 모터(200)를 구동하는 제2배터리 전압이 'A' 전압보다 작을 경우 제1스위칭 모드로 전환하여 제2배터리(120)를 충전하고 제1배터리(110)를 이용하여 구동 모터(200)를 동작시킨다. For example, when the reference voltage is'A' voltage level, when the first battery voltage driving the driving motor 200 is less than the'A' voltage while operating in the first switching mode, the second switching mode is switched to The first battery 110 is charged and the driving motor 200 is operated using the second battery 120. On the contrary, if the second battery voltage driving the driving motor 200 is less than the voltage'A' while operating in the second switching mode, it switches to the first switching mode to charge the second battery 120 and then the first battery 110 The drive motor 200 is operated using.

특히, 본 발명은 상기의 기준 전압이, 차량 주변의 대기 온도에 따라서 크기가 결정되도록 한다. 구체적으로는, 차량 주변의 대기 온도가 기준 온도 범위 이내인 경우 제1기준 전압으로 결정되도록 하며, 반대로 차량 주변의 대기 온도가 기준 온도 범위를 벗어난 경우 제1기준 전압보다 높은 제2기준 전압으로 결정되도록 한다.In particular, the present invention allows the reference voltage to be sized according to the ambient temperature around the vehicle. Specifically, when the ambient temperature around the vehicle is within the reference temperature range, it is determined as the first reference voltage. Conversely, when the ambient temperature around the vehicle is outside the reference temperature range, it is determined as a second reference voltage higher than the first reference voltage. Make it possible.

이는, 전기 배터리의 성능이 온도에 연관되기 때문이다. 상술하면, 전기 자동차의 배터리는 차량 시동시 및 차량에 구비되어 있는 각종 전기장치에 전원을 공급하며, 차량의 주행시 및 외부의 전원충전장치에 의해 재충전된다. 이러한 배터리는 도 4와 같이 온도에 따라 충전효율이 변화하여 약 25℃부근에서 95% 최고의 충전효율을 나타낸다. 전기 자동차의 배터리 근처의 대기 온도가 25℃ 부근을 벗어날 경우 전기 자동차의 배터리의 충전 효율이 떨어지게 된다.This is because the performance of an electric battery is related to temperature. In detail, the battery of the electric vehicle supplies power to various electric devices provided in the vehicle when the vehicle is started, and is recharged when the vehicle is running and by an external power charging device. As shown in FIG. 4, the charging efficiency of the battery changes according to the temperature, and thus, the charging efficiency of the battery is 95% at about 25°C. If the air temperature near the battery of the electric vehicle exceeds 25°C, the charging efficiency of the battery of the electric vehicle decreases.

따라서 25℃를 기준으로 24℃ ~ 26℃를 기준 온도 범위라 할 경우, 24℃ ~ 26℃의 기준 온도 범위 이내에서는 충전 효율이 좋기 때문에 낮은 제1기준 전압에서 스위칭 전환해도 상관이 없다. 하지만, 24℃ ~ 26℃의 기준 온도 범위를 벗어날 경우, 충전 효율이 떨어지기 때문에, 배터리의 출력되는 전압이 낮아지기 때문에 제1기준 전압보다 더 높은 제2기준 전압에서 선제적으로 스위칭 전환하는 것이다.Therefore, if 24℃ to 26℃ is the reference temperature range based on 25℃, the charging efficiency is good within the reference temperature range of 24℃ to 26℃, so it does not matter if you switch from the low first reference voltage. However, if it is out of the reference temperature range of 24°C to 26°C, charging efficiency is lowered, so that the output voltage of the battery is lowered, so that the switching is preemptively switched from the second reference voltage higher than the first reference voltage.

한편, 상기의 설명에서는, 제너레이터(300)에 의해 충전되는 제1배터리(110)와 제2배터리(120)를 구비한 하이브리드 전기 자동차 예시를 설명하였는데, 제너레이터(300)가 아닌 외부 전원에 의하여 충전되는 제3배터리(130)가 추가로 더 구비될 수 있다. 이하 도 5 및 도 6과 함께 설명한다.Meanwhile, in the above description, an example of a hybrid electric vehicle including the first battery 110 and the second battery 120 charged by the generator 300 has been described, but charging by an external power source instead of the generator 300 A third battery 130 may be further provided. It will be described below with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제3배터리를 구비한 전기 자동차의 구성 블록도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제3스위칭 모드를 도시한 그림이다.5 is a block diagram of an electric vehicle having a third battery according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a third switching mode according to an exemplary embodiment of the present invention.

제3배터리(130)는 자동차의 엔진의 제너레이터(300)가 아닌 외부 전원에 의하여 직접 충전되는 배터리로서, 국가 전력망 또는 분산전원으로부터 배터리 충전을 위한 전력을 공급받을 수 있다.The third battery 130 is a battery that is directly charged by external power rather than the generator 300 of the engine of the vehicle, and may receive power for charging the battery from a national power grid or a distributed power source.

충방전 전환 제어부(400)는, 도 6에 도시한 바와 같이 제1스위칭 모드에서 제2스위칭 모드로 전환하는 시점에 제2배터리 전압이 기준 전압 미만이거나, 또는 제2스위칭 모드에서 제1스위칭 모드로 전환하는 시점에 제1배터리 전압이 기준 전압 미만인 경우, 제3배터리(130)에서 공급되는 제3배터리 전압을 상기 구동 모터(200)에 공급하는 제3스위칭 모드로 동작한다. 즉, 제1스위칭 모드나 제2스위칭 모드 전환 시점에, 제1배터리(110)와 제2배터리(120)의 출력 전압이 기준 전압 미만인 경우, 외부 전원에 의해 충전된 제3배터리(130)를 임시적으로 사용하는 것이다. 따라서 비록, 제너레이터(300)에 의하여 충전되는 제1배터리(110)와 제2배터리(120)의 충전 전압이 모두 충분하지 않는 경우라도, 외부 전원에 의하여 충전되어 있는 제3배터리(130)를 이용하여 전기 자동차를 계속 구동시킬 수 있게 된다.As shown in FIG. 6, the charging/discharging switching control unit 400 may have a second battery voltage less than the reference voltage at the time of switching from the first switching mode to the second switching mode, or the first switching mode in the second switching mode When the first battery voltage is less than the reference voltage at the time of switching to, it operates in a third switching mode in which the third battery voltage supplied from the third battery 130 is supplied to the driving motor 200. That is, when the output voltage of the first battery 110 and the second battery 120 is less than the reference voltage at the time of switching the first switching mode or the second switching mode, the third battery 130 charged by the external power source is It is used temporarily. Therefore, even if the charging voltage of both the first battery 110 and the second battery 120 charged by the generator 300 is insufficient, the third battery 130 charged by the external power source is used. This allows the electric vehicle to continue to run.

또한 충방전 전환 제어부(400)는, 제3스위칭 모드로 동작하는 동안, 제너레이터(300)에서 제공되는 전기가 제1배터리(110) 및 제2배터리(120)로 제공되도록 하여 제1배터리 충전 및 제2배터리 충전이 이루어지도록 한다. 제1배터리(110) 및 제2배터리(120)의 충전이 완료되면, 제3스위칭 모드에서 제1스위칭 모드 또는 제2스위칭 모드로 전환하여 복귀하게 된다.In addition, the charge/discharge switching control unit 400, while operating in the third switching mode, allows electricity provided from the generator 300 to be supplied to the first battery 110 and the second battery 120 to charge the first battery and The second battery is charged. When the charging of the first battery 110 and the second battery 120 is completed, the third switching mode is switched to the first switching mode or the second switching mode to return.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.The embodiments in the description of the present invention described above are presented by selecting the most preferable examples to aid the understanding of those skilled in the art from among various possible examples, and the technical idea of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment. , Various changes and modifications, and other equivalent embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention.

110:제1배터리
120:제2배터리
200:구동 모터
300:제너레이터
400:충방전 전환 제어부110: the first battery
120: the second battery
200: drive motor
300: Generator
400: charge/discharge switching control unit

Claims (6)

차량 주행 중의 역학 에너지를 전기로 변환시켜 출력하는 제너레이터;
상기 제너레이터를 통해 제공되는 전기에 의해 충전되는 제1배터리;
상기 제너레이터를 통해 제공되는 전기에 의해 충전되는 제2배터리;
상기 제1배터리 또는 제2배터리에서 제공되는 구동 전력을 이용하여 차량 바퀴를 회전시키는 구동 모터; 및
상기 제1배터리에서 방전되는 제1배터리 전압이 상기 구동 모터로 제공되는 동안에는 상기 제너레이터에서 제공되는 전기가 제2배터리로 제공되도록 하여 제2배터리 충전이 이루어지도록 하는 제1스위칭 모드로 제어하며, 상기 제2배터리에서 방전되는 제2배터리 전압이 상기 구동 모터로 제공되는 동안에는 상기 제너레이터에서 제공되는 전기가 제1배터리로 제공되도록 하여 제1배터리 충전이 이루어지도록 하는 제2스위칭 모드로 제어하는 충방전 전환 제어부;를 포함하고,
상기 충방전 전환 제어부는,
상기 제1스위칭 모드로 동작 중에 감지되는 제1배터리 전압이 미리 설정된 기준 전압 미만인 경우 상기 제2스위칭 모드로 전환하며,
상기 제2스위칭 모드로 동작 중에 감지되는 제2배터리 전압이 상기 기준 전압 미만인 경우 상기 제1스위칭 모드로 전환하는 제어를 수행하고,
상기 기준 전압은,
차량 주변의 대기 온도에 따라서 크기가 결정되며,
차량 주변의 대기 온도가 기준 온도 범위 이내인 경우 제1기준 전압으로 결정되며,
차량 주변의 대기 온도가 상기 기준 온도 범위를 벗어난 경우 제1기준 전압보다 높은 제2기준 전압으로 결정되고,
전기 자동차는,
외부 전원에 의하여 충전되는 제3배터리;를 포함하며,
상기 충방전 전환 제어부는, 제1스위칭 모드에서 제2스위칭 모드로 전환하는 시점에 제2배터리 전압이 상기 기준 전압 미만이거나, 또는 제2스위칭 모드에서 제1스위칭 모드로 전환하는 시점에 상기 제1배터리 전압이 상기 기준 전압 미만인 경우, 상기 제3배터리에서 공급되는 제3배터리 전압을 상기 구동 모터에 공급하는 제3스위칭 모드로 동작하고,
상기 제3스위칭 모드로 동작하는 동안, 상기 제너레이터에서 제공되는 전기가 제1배터리 및 제2배터리로 제공되도록 하여 제1배터리 충전 및 제2배터리 충전이 이루어지도록 하고,
상기 제1배터리 및 제2배터리의 충전이 완료되면 제3스위칭 모드에서 제1스위칭 모드 또는 제2스위칭 모드로 전환하여 복귀하도록 제어함을 특징으로 하는 전기 자동차 충방전 장치.A generator that converts and outputs dynamic energy during vehicle driving into electricity;
A first battery charged by electricity provided through the generator;
A second battery charged by electricity provided through the generator;
A driving motor that rotates a vehicle wheel using driving power provided from the first battery or the second battery; And
While the first battery voltage discharged from the first battery is supplied to the driving motor, electricity provided from the generator is supplied to the second battery, thereby controlling in a first switching mode to charge the second battery, and the Charge/discharge conversion to control the second switching mode so that the first battery is charged by providing electricity from the generator to the first battery while the second battery voltage discharged from the second battery is supplied to the driving motor Includes;
The charge/discharge switching control unit,
When the first battery voltage sensed during operation in the first switching mode is less than a preset reference voltage, switching to the second switching mode,
When a second battery voltage sensed during operation in the second switching mode is less than the reference voltage, a control for switching to the first switching mode is performed, and
The reference voltage is,
The size is determined by the air temperature around the vehicle,
When the ambient temperature around the vehicle is within the reference temperature range, it is determined as the first reference voltage,
When the ambient temperature around the vehicle is out of the reference temperature range, it is determined as a second reference voltage higher than the first reference voltage,
Electric car,
Includes; a third battery charged by an external power source,
The charge/discharge switching control unit may include the first battery voltage when the second battery voltage is less than the reference voltage at the time of switching from the first switching mode to the second switching mode, or at the time of switching from the second switching mode to the first switching mode. When the battery voltage is less than the reference voltage, it operates in a third switching mode in which a third battery voltage supplied from the third battery is supplied to the driving motor,
While operating in the third switching mode, electricity provided from the generator is provided to the first battery and the second battery so that the first battery and the second battery are charged,
When charging of the first and second batteries is completed, the electric vehicle charging and discharging apparatus is controlled to return by switching from a third switching mode to a first switching mode or a second switching mode. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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